高速公路養(yǎng)護(hù)工程中利用環(huán)氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的研究

張彥

隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，高速公路養(yǎng)護(hù)工程的重要性日益突顯。路面抗車轍性能作為高速公路養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵性指標(biāo)，其性能的提升對于提高道路安全和延長道路使用壽命至關(guān)重要。然而，隨著交通流量的增加和車輛負(fù)荷的加大，瀝青路面逐漸面臨著由車轍引起的路面損壞問題。車轍不僅降低了路面的平整度和行車舒適性，還縮短了路面的使用壽命，增加了養(yǎng)護(hù)和維修的成本。為提高瀝青路面的抗車轍性能，本文展開了高速公路養(yǎng)護(hù)工程中利用環(huán)氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的研究，并通過測試實(shí)驗和數(shù)據(jù)分析，評估了環(huán)氧瀝青混合料對瀝青路面抗車轍性能的影響，以期為高速公路養(yǎng)護(hù)工程提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，為改善路面質(zhì)量和保障交通安全做出貢獻(xiàn)。

一、瀝青路面預(yù)處理

瀝青路面預(yù)處理是確保施工前路面清潔、平整和無損壞的關(guān)鍵步驟。首先，使用清掃機(jī)械或高壓水槍清理路面上的雜物、塵土和碎石，確保路面表面干凈。并使用噴射氣流或刷子等工具將裂縫和坑洞內(nèi)的雜物清理干凈，確保修補(bǔ)材料能夠充分填補(bǔ)空隙。對于寬度在3～25mm之間的裂縫，將其最小修補(bǔ)深度設(shè)定為路面表面以下1.5倍的深度。對于坑洞而言，需要將其修補(bǔ)至比坑洞的深度多10%～20%的程度，并保持坑洞邊緣與周圍路面平齊。

施工前，使用風(fēng)扇或其他干燥設(shè)備加速路面干燥。另外，采用涂覆界面處理劑進(jìn)行界面處理，每平方米使用0.15～0.25L的界面處理劑，增強(qiáng)后續(xù)施工過程中混合料與原有路面的粘結(jié)性能，要求粘結(jié)強(qiáng)度大于0.3MPa即可。最后，對路面進(jìn)行全面檢查和評估，并及時處理發(fā)現(xiàn)的問題，確保預(yù)處理工作的質(zhì)量和效果。通過以上操作，為后續(xù)的混合料施工奠定良好的基礎(chǔ)，從而提高施工質(zhì)量和路面性能。

二、環(huán)氧瀝青混合料制備

首先，準(zhǔn)備所需的材料，包括環(huán)氧樹脂、聚酰胺固化劑、瀝青、骨料（礦料）、添加劑等，確保材料的質(zhì)量符合要求。在混合料的制備過程中，嚴(yán)格按照配方要求進(jìn)行材料的計量，確保混合料的配比準(zhǔn)確。其中，環(huán)氧樹脂的配比為瀝青質(zhì)量的3%～5%，聚酰胺固化劑的用量按環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比例計量，配比范圍為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的10%～20%。瀝青的用量需根據(jù)具體工程的要求和環(huán)氧瀝青混合料的性能需求而定，其配比范圍為環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑總質(zhì)量的70%～90%。骨料的配比范圍為混合料總質(zhì)量的60%～80%，添加劑的用量則為混合料總質(zhì)量的0.5%～3%。其次，在配制過程中，按照1份環(huán)氧樹脂配合0.2份聚酰胺固化劑的配比，準(zhǔn)確稱量環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑。將環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑的溫度控制在20～30℃，并使用攪拌棒將其進(jìn)行充分的攪拌混合，攪拌時間控制在5min以上，確保環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑均勻混合，并形成環(huán)氧樹脂固化體系。

同時，對瀝青進(jìn)行預(yù)處理，主要步驟包括加熱和攪拌。在加熱過程中，瀝青的加熱溫度為120～180℃，保持瀝青加熱均勻，避免過熱或過度煮沸。此外，使用清水沖洗或清潔劑，清洗攪拌機(jī)、攪拌鋼盆等混合設(shè)備，確保混合設(shè)備干凈無雜質(zhì)。清洗完畢后，使用攪拌機(jī)或攪拌鋼盆進(jìn)行瀝青的攪拌，攪拌時間為5～15min，攪拌速度為500～1500rpm。隨后，將環(huán)氧樹脂固化體系和骨料，逐步加入混合設(shè)備中與瀝青進(jìn)行混合攪拌，設(shè)置攪拌時間在5～10min，調(diào)整攪拌速度為30～60r/min，控制混合溫度在100～130℃，使其充分混合，直至聚集或分層現(xiàn)象完全消失。根據(jù)工程需要，在混合過程中加入聚合物增黏劑、改性聚合物、膠粘劑等添加劑，從而改善混合料的抗車轍性能。混合料制備完成后，將其存儲在密封容器中，避免接觸水分和陽光直射，控制存儲溫度為20～30℃，以防止混合料的質(zhì)量受到影響。至此，完成環(huán)氧瀝青混合料的制備。

三、混合料施工

混合料施工是瀝青路面抗車轍性能提升過程中的重要環(huán)節(jié)，其主要步驟包括瀝青混合料攤鋪以及瀝青路面基層接縫。在混合料施工的全流程中，施工人員均須遵循施工計劃和操作規(guī)程，確保施工過程的有序進(jìn)行，避免臨時變動和隨意操作。在混合料施工過程中，及時清理混合料溢出、堆積和其他雜物，保持施工現(xiàn)場的清潔狀態(tài)，避免對施工質(zhì)量造成影響。同時，確保全部施工人員穿戴安全帽、工作服、手套、護(hù)目鏡等施工防護(hù)裝備，保證施工人員的安全。

在攤鋪時，使用攤鋪機(jī)進(jìn)行瀝青混合料的多機(jī)全幅攤鋪，將預(yù)熱的瀝青混合料均勻地鋪設(shè)在基層上，將每臺攤鋪機(jī)的攤鋪寬度控制在5m之內(nèi)，控制瀝青混合料的溫度在100～130℃。攤鋪時，保持一定的速度和均勻的材料供應(yīng)，攤鋪速度宜為2～6m/min，不可頻繁停頓或變換攤鋪速度，螺旋送料器兩側(cè)保持有不少于總高度2/3的瀝青混合料。根據(jù)施工計劃，在攤鋪層上均勻鋪設(shè)測量點(diǎn)，將測量點(diǎn)之間的間距設(shè)置為相等距離，距離為攤鋪層寬度的1/3～1/5，以代表整個攤鋪層的厚度、坡度。使用測厚儀器或激光測量設(shè)備，對攤鋪層的厚度進(jìn)行測量，并進(jìn)行攤鋪的瀝青混合料的厚度調(diào)整，控制厚度為20～50mm，且厚度固定后不得隨意調(diào)整。在攤鋪過程中，確保攤鋪層的排水斜度為1～3%，以防止水在路面上積聚和產(chǎn)生水損害。

在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后，由專業(yè)技術(shù)人員對高速公路的路面進(jìn)行全面檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)較大的接縫時，在10cm左右的重疊位置進(jìn)行熱接縫處理。在施工過程中，為避免降低路面強(qiáng)度，使接縫材料在加熱過程中保持均勻加熱，加熱溫度宜為160～180℃，避免局部過熱或過冷的情況發(fā)生。在鋪設(shè)接縫材料時，全程保持1.5～3m/min的鋪設(shè)速度，保證接縫材料的均勻分布。最后，根據(jù)《公路工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50152）中的規(guī)范要求，驗收瀝青混合料的攤鋪密實(shí)度，并進(jìn)行必要的調(diào)整和修正，控制密實(shí)度數(shù)值在97%～100%，以確保混合料的緊密程度達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi)的最佳值。

四、壓實(shí)處理

混合料施工完成后，立即使用振動壓路機(jī)以20～60Hz的振動頻率，對攤鋪層進(jìn)行初期壓實(shí)。為達(dá)到更均勻的壓實(shí)效果，在攤鋪層上前后行駛，依次通過攤鋪區(qū)域，均勻覆蓋整個攤鋪層，注意避免急剎車、急轉(zhuǎn)彎或停頓。在壓實(shí)過程中，針對表面不平整、波浪等問題，調(diào)整壓路機(jī)參數(shù)或增加壓實(shí)次數(shù)進(jìn)行修正。在初期壓實(shí)階段進(jìn)行多次的壓實(shí)，壓實(shí)次數(shù)至少為3次。每次壓實(shí)時，壓路機(jī)至少通過攤鋪層2次，覆蓋率至少為90%，確保將攤鋪層與基層充分結(jié)合，排除空隙和氣泡，提高混合料的結(jié)合性能。

在初期壓實(shí)后進(jìn)行最終壓實(shí)，首先使用高壓水槍清潔攤鋪層，并移除攤鋪層表面的雜物和積水，確保表面干凈。根據(jù)施工計劃和工程要求，在攤鋪層上標(biāo)記或劃線，確定需要進(jìn)行最終壓實(shí)的區(qū)域。使用雙鋼輪壓路機(jī)，保持振動頻率范圍為30～45Hz，開始最終壓實(shí)。最終壓實(shí)的過程中，保證每次壓實(shí)的覆蓋范圍有重疊，并注意保持壓路機(jī)的直線行進(jìn)，避免曲線行進(jìn)或轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生不均勻的壓實(shí)效果。同時，在壓路機(jī)移動的過程中，在3～6km/h的范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行壓路機(jī)行駛速度的適時調(diào)整，避免因速度過快導(dǎo)致不均勻的壓實(shí)和攤鋪層損壞，或因速度過慢使密實(shí)度無法達(dá)到預(yù)期。根據(jù)需要，進(jìn)行至少2～3次的壓實(shí)操作，每次壓實(shí)之間保持10～60min的時間間隔。在進(jìn)行每次壓實(shí)之前，仔細(xì)觀察攤鋪層的狀態(tài)，檢查是否存在松散、凹陷或其他不良情況，并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和調(diào)整。

五、固化和養(yǎng)護(hù)

在壓實(shí)完成后，將攤鋪的混合料保持靜止，不進(jìn)行任何施工活動。在固化期間，避免行走、施加額外的負(fù)荷或其他形式的擾動，以免影響固化效果。根據(jù)混合料厚度以及具體施工情況，確定靜置固化的時間，較薄的混合料層需要較短的靜置時間，而較厚的混合料層則需要更長的靜置時間，因此設(shè)置靜置時間范圍為24～72h。此外，在固化期間，控制環(huán)境溫度，保持固化過程中的溫度在10～30℃的范圍內(nèi)。在低溫環(huán)境中，使用加熱棒或加熱器，將熱量直接傳遞給混合料表面或其周圍的區(qū)域，或在混合料周圍或下方鋪設(shè)保溫毯、保溫板等絕熱材料，以減少熱量的散失。

在施工后的早期階段，使用噴水車或噴水裝置對混合料表面進(jìn)行噴灑，每天噴水1～2次，注意噴水均勻、覆蓋全面，避免過度噴水導(dǎo)致路面受到集中沖刷。同時，在瀝青路面上覆蓋濕潤布或濕潤紙，濕潤材料的厚度在2～5mm之間，使?jié)駶櫜牧细采w均勻、緊密貼合混合料表面，避免材料的移位或空隙。此外，在濕潤養(yǎng)護(hù)期間，采取遮陽網(wǎng)、遮風(fēng)墻或搭建臨時遮陽棚等措施，避免混合料暴露在強(qiáng)陽光下和強(qiáng)風(fēng)的環(huán)境中，保持適宜的溫度和濕度。

在養(yǎng)護(hù)處理期間，根據(jù)路面承載能力和施工需要，對施工區(qū)域進(jìn)行路段封閉或交通分流，限制重型車輛或特定車輛類型的通行，并設(shè)置路面標(biāo)線等臨時交通標(biāo)識，引導(dǎo)車輛繞行，降低車輛通行速度以減少對路面的負(fù)荷。最后，定期檢查路面的狀況，保證平整度的高低偏差在5mm以內(nèi)。如發(fā)現(xiàn)問題，及時進(jìn)行修補(bǔ)和維護(hù)，確保瀝青路面具備良好的抗車轍性能。

六、測試實(shí)驗

1.實(shí)驗準(zhǔn)備

某高速公路路面養(yǎng)護(hù)工程項目的起止樁號為K27+800～K42+400，試驗路段選取樁號為K30+200～K35+800，全長為5.6km。在選定的試驗路段上，每隔500m設(shè)置一個測試點(diǎn)，按照起止樁號劃分測試點(diǎn)，共設(shè)置11個測試點(diǎn)。實(shí)驗過程中，首先準(zhǔn)備測試所需的設(shè)備，具體型號如表1所示：

表1 測試設(shè)備型號

2.實(shí)驗結(jié)果

采用《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450—2019）的相關(guān)檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)，針對試驗段各項路用性能進(jìn)行檢測評估。利用環(huán)氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的實(shí)驗結(jié)果如表2所示：

表2 利用環(huán)氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的實(shí)驗結(jié)果

根據(jù)表2可知，試驗段路面施工完成后，左、右道路面的壓實(shí)度均保持在98.5%以上，平整度均低于1.0mm，彎沉值均未超過13（0.1mm），且滲水系數(shù)、構(gòu)造深度等各項檢測指標(biāo)均滿足《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450—2019）的規(guī)范要求。利用環(huán)氧瀝青混合料進(jìn)行路面施工后，左、右道路面的LA車轍深度均未超過1.2mm，表明試驗段的高速公路路面抗車轍能力較為良好。

七、結(jié)束語

綜上所述，環(huán)氧瀝青混合料具備高強(qiáng)度、耐磨性、抗老化性和粘結(jié)性等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于高速公路養(yǎng)護(hù)，能夠有效抵御車輛負(fù)荷對路面的影響，在提升瀝青路面抗車轍性能方面具有顯著的優(yōu)勢。本文基于瀝青路面預(yù)處理、環(huán)氧瀝青混合料制備、混合料施工、壓實(shí)處理、固化和養(yǎng)護(hù)的步驟，為高速公路養(yǎng)護(hù)工程提供了可行的改進(jìn)方案，并強(qiáng)調(diào)了養(yǎng)護(hù)工程中的技術(shù)要點(diǎn)，包括適當(dāng)?shù)氖┕囟瓤刂啤簩?shí)過程的合理調(diào)整等，以確保養(yǎng)護(hù)效果的最大化。最后，通過對實(shí)際路段開展測試試驗，深入分析了環(huán)氧瀝青混合料在路面層的應(yīng)用對路面抗車轍性能的影響，驗證了環(huán)氧瀝青混合料的應(yīng)用可行性，以期進(jìn)一步促進(jìn)高速公路養(yǎng)護(hù)工程的發(fā)展。